یکشنبه, ۳ تیر, ۱۴۰۳ / 23 June, 2024
مجله ویستا

استفاده از انرژی ژئوترمال آتشفشان


استفاده از انرژی ژئوترمال آتشفشان
اگر در مناطق غیر آتشفشانی حفاریهایی به عمق ۴ تا ۵ کیلومتر انجام شود ممکن است مقدار افزایش دما به حدود ۱۰۰ تا ۱۳۰ درجه سانتیگراد برسد. بنابراین در جوار مناطق آتشفشانی ، مثلا دماوند یا سبلان که توده‌های مذاب گرمای خود را به افقهای بالا می‌رسانند، با حفاری می‌توان در اعماق ۱ تا ۳ کیلومتر به دمای ۱۰۰ تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد رسید. در چنین حالتی می‌توان به کمک سیستم حفاری از انرژی محصور شده این توده‌های داغ کم عمق که گرمای خود را به سنگهای اطراف منتقل می‌کند، استفاده کرد.
بسیاری از مناطق ژئوترمالی با دمای بالا در مناطق آتشفشانی فعال یا جوان وجود دارند. ژئوترمالهایی که به فعالیتهای آتشفشانی وابسته‌اند به سه دسته تقسیم می‌شوند. ذخایر هیدروترمال ، سنگهای داغ و خشک و ذخایر ماگمایی.
● ذخایر هیدروترمال
ذخایر هیدروترمال ، به علت وزن خاص و استثنایی خود یعنی وجود آب داغ و بخار پرفشار آسانتر بدست می‌آیند و می‌توان آنها را مهار کرد. به علت آنکه فاز بخار این ذخایر از اهمیت بیشتری برخوردار است. استفاده از آن در بعضی مناطق رواج پیدا کرده است. با ارزشترین منابع ژئوترمال محسوب می‌شوند.
● استفاده از انرژی ژئوترمال چشمه آب گرم برای تولید اسید بوریک
یکی از این نقاط چشمه آب گرم لاردلو ایتالیا است. بیش از ۲۰۰ سال است که از آب چشمه‌ها اسید بوریک استخراج می‌کنند و برای آن که شرکت مسئول ، مقدار محصول خود را افزایش دهد، حفاریهای زیادی انجام داده است تا به این وسیله منابع بیشتری به دست آید.
● استفاده از آب گرم و نیروی بخار
ایسلندیها برای استفاده از آب گرم و نیروی بخار حفاریهایی از سال ۱۹۲۵ انجام داده‌اند. در حال حاضر ایسلندیها بیش از ۲۵۰ میدان ژئوترمل در اختیار دارند. تقریبا ۷۰ درصد پایتخت ایسلند از گرما و آب گرم طبیعی استفاده می‌کنند. این آبها از حدود ۱۰۰ چاه حفاری به عمق ۳۰۰ تا ۲۳۰۰ متر بدست می‌آید. این آب دارای دمای حدود ۱۰۰ درجه سانتیگراد است و در داخل بازالتهای حفره‌دار به تله افتاده است. بنابرین وقتی چاهها لبریز از آب شد با عمل پمپاژ آب را خارج می‌کنند.
● استفاده از انرژی ژئوترمال برای تولید الکتریسیته
در سلسله کوههای ساحلی شمال سانفرانسیسکو سنگهای آتشفشانی جوانی وجود دارند که باعث فعالیتهای آبفشان در این ناحیه است. همین امر متخصصین را بر آن داشت تا با حفاری از انرژی ژئوترمال ذخیره شده این منطقه استفاده کنند و نهایتا برای تولید الکتریسیته در سال ۱۹۵۹ حفاریهایی انجام دادند. بیش از ۳۰۰ چاه به عمق ۵۰۰ تا ۲۶۰۰۰ متر حفر گردید و به این ترتیب به بخار آب گرم و پرفشار دست یافتند. این بخار آب در ماسه سنگ شیلی خردشده این منطقه به تله افتاده بود. امروزه تولید برق از آن از مرز ۲۰۰۰ مگاوات گذشته است که برای یک شهر ۲ میلیون نفری کافی به نظر می‌رسد. به این ترتیب عظیمترین تاسیسات مولد الکتریسیته از نیروی ژئوترمال در دنیا ایجاد می‌شود.
● سنگهای داغ و خشک
در سالهای اخیر ، تولید نیروی حرارتی از سنگهای خشک و داغ نیز مورد توجه بوده است. این موضوع خاص مناطقی است که درجه زمین گرمایی آنها بیش از حد متعارف یعنی حدود ۶۰ درجه سانتیگراد در هر کیلومتر عمق باشد. در عین حال زمین باید از سنگهای غیر قابل نفوذ تشکیل شده باشد. در این شرایط ، اگر چاههایی در سنگهای درز و ترک‌دار به عمق ۳ تا ۴ کیلومتر حفر شود. سرانجام به سنگهای داغی می‌رسد که می‌تواند آبهای موجود در این اعماق را گرم نماید. جهت استفاده از نیروی ژئوترمال ، در این قبیل مناطق دو چاه به موازات هم و به فاصله مشخصی حفر می کنند. دریکی ازآنها آب وارد می نمایند.
باتوجه به درجات زمین گرمایی منطقه‌ای ، آب ضمن فرورفتن تدریجا گرم می‌شود وقتی ممکن است به بخار تبدیل شود، با توجه به تراوایی زمین ، می‌توان به کمک مکنده‌هایی آب را از طریق چاه دوم به بالا کشید. بطور کلی فرآیند تولید و ساخت مخازن ژئوترمال مصنوعی با استفاده از سنگهای داغ اعماق زمین ، موضوع پیچیده‌ای است و به تجربه زیاد و مطالعه نیازمند است. ولی اگر به موفقیت برسد پتانسیل خوبی به بار خواهد آورد.
● ذخایر ماگمایی
فکر استفاده از سنگهای مذاب به عنوان منبع گرمایی توجه بعضی از محققین را به خود جلب کرده است. بطور کلی هر گرم ماگما واجد تقریبا ۱۰۰۰ ژول انرژی حرارتی است. به عقیده Decker.R , and Decker . B ، انرژی موجود در یک کیلومتر مکعب ماگما آنقدر زیاد است که می‌تواند به مدت ۲۰۰ سال نیاز شهری مانند سانفرانسیسکو را تامین کند. مسلما دستیابی به این نیروی خارق‌العاده ، به تکنولوژی پیشرفته نیاز دارد که در حال حاضر با آن فاصله بسیار داریم.